实验探究加速度与力质量的关系课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,12/7/2020,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,12/7/2020,#,实验,:,探究加速度与力、质量的关系,郭雪鹏,临泉一中,2,2,实验:探究加速度与力、质量的关系郭雪鹏22,伽利略终结延续千年的关于运动的错误认识,运动需要力的维持,.,牛顿将其抽象概括为一条物理定律,牛顿第一定律,.,加速度描述物体运动状态变化的快慢，而力是改变物体运动状态的原因，惯性与质量有关,.,加速度、质量和合力三者间必然存在某种关联,.,本节通过实验探究三者的关系,.,2,伽利略终结延续千年的关于运动的错误认识运动需要力的维持.,定性探究三者关系,演示实验,木板、小车、木块,甲 乙,问题,：哪种情况小车的加速度较大？小车受到的合力较大？说明分析过程,.,m,不变，,a,与合力,F,有何关系？,3,定性探究三者关系演示实验 木板、小车、木块3,定性探究三者关系,演示实验,木板、小车、木块、钩码,问题,：哪种情况小车的加速度大？你是如何判断的？,4,丙,丁,合力,F,不变，,a,与,m,有何关系？,定性探究三者关系演示实验 木板、小车、木块、钩码4 丙,一、猜想假设,假设,1,：,m,保持不变，,a,与,F,成正比，,a,F,假设,2,：,F,保持不变，,a,与,m,成反比，,a,F,为物体受到的合力,.,(,自然偏爱简洁，从简单关系开始研究,),5,m,1,一、猜想假设假设1：m保持不变，a与F成正比，5m1,研究思路：,小车在重物牵引下做匀加速直线运动？,1.,如何测量小车质量？如何改变车的质量？,天平测质量或用弹簧测力计测出重力,2.,如何测量小车匀加速运动的加速度,?,小车连接打点计时器，逐差法计算加速度,3.,如何提供并度量小车受到的合力,F,？,6,研究思路：小车在重物牵引下做匀加速直线运动？6,二、设计实验,问题,：,小车受到哪些力？合力是多少？,车的合力,F,=,T,-,f,如何解决阻力,f,的问题？有哪些解决方案,?,7,纸带,打点计时器,mg,F,N,T,f,二、设计实验问题：小车受到哪些力？合力是多少？7纸带打点计时,木块沿斜面匀速下滑的条件是什么？重力沿斜面的分力与阻力有何关系？,8,G,sin,=,G,cos,=tan,G,f,F,N,能用这种方法抵消小车及纸带的阻力吗？,木块沿斜面匀速下滑的条件是什么？重力沿斜面的分力与阻力有何关,平衡摩擦力,：调节导轨倾角，小车连接纸带,不连接钩码,.,轻推小车，若小车能沿导轨做匀速运动,说明阻力恰好被平衡,.,9,9,钩码,(,质量设为,m,0,),做匀加速直线运动，细线张力,T,m,0,g,.,若,m,0,m,(,车的质量,),，,T,m,0,g,10,T,m,0,g,钩码(质量设为m0)做匀加速直线运动，细线张力Tm0g.,三、实验原理,1,、实验装置,2,、实验器材：电火花计时器、纸带、小车、导轨,(,带滑轮,),、砝码若干、细线、刻度尺,11,三、实验原理1、实验装置11,3,、实验步骤,在小车上放几个砝码增加小车质量,记录数值,m,平衡摩擦力,:,安装实验器材,调整导轨一端高度,使得轻推小车,(,小车连接纸带,),后能够做匀速直线运动,接通电源,用一元硬币牵引小车运动,打点结束关闭电源；取下纸带,选择、标记计数点,.,3、实验步骤,保持小车的质量,m,不变，改变小桶中硬币数目,(,每次增加,2,枚硬币,).,先接通电源,后释放小车,.,重复实验,5,次,.,在纸带上标记硬币个数,.,标记计数点，用刻度尺测量各计数点坐标，将数据记录在表格中,.,用逐差法,(,或绘制,v,-,t,图像,),计算各条纸带的加速度,.,保持小车的质量m 不变，改变小桶中硬币数目(每次增加2枚硬,保持小桶硬币数不变,(3,枚,).,在小车上增加,1,个砝码,测出其总质量,M.,先接通电源,打点稳定后,再释放小车,.,每次增加,1,个砝码,重复实验,5,次,.,根据打点情况合理选择计数点,在纸带上标记小车质量,.,测量各计数点坐标,计算各条纸带的加速度，记录于表格,.,14,保持小桶硬币数不变(3枚).在小车上增加1个砝码,测出其总,四、数据分析,研究,a,和,F,关系数据记录表格,15,实验,各计数点坐标,/cm,T,/s,a,/,(ms,-2,),硬币,/,个,0,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,四、数据分析研究a 和F关系数据记录表格15实验各计数点坐标,质量,m,不变，若,a,与,F,成正比，数据点,(,a,i,，,F,i,),近似在一条过原点的直线,.,16,F,/N,a,/(ms,-2,),O,合理标记坐标轴单位，须：容得下所有数据；图像占据坐标纸较大面积,.,质量m不变，若a与F成正比，数据点(ai，Fi)近似在一条,研究,a,和,m,关系数据记录表格,17,实验,各计数点坐标,/cm,T,/s,a,/,(ms,-2,),m,/,kg,0,1,2,3,4,5,6,1,2,3,4,5,1,m,/kg,-1,研究a 和m关系数据记录表格17实验各计数点坐标/cmT/s,18,思考与讨论,：某同学绘制的,a,-,m,图像如图，该同学认为从图像可以得到：合力不变，,a,与,m,成反比,.,如何评价该同学的观点？,m,/,kg,a,/(,ms,-2,),18思考与讨论：某同学绘制的a-m图像如图，该同学认为从图像,根据数学表达式，巧妙利用数学技巧将非线性关系化为线性关系，是物理学常用的研究方法,.,19,m,a,O,a,O,1,m,根据数学表达式，巧妙利用数学技巧将非线性关系化为线性关系，,五、误差分析,系统误差,细线张力,T,m,0,g,；电源频率变化；,偶然误差,质量测量；距离测量；标记数据点；,减小误差方法,偶然误差可通过多次测量取平均值降低,(,例如多次测量小车质量，取质量的平均值,),20,五、误差分析系统误差细线张力T m0g；电源频率变化；,课堂小结,实验原理,平衡摩擦力,T,m,0,g,(,m,0,m,),实验步骤,数据分析：,a,-,F,图像,a,-,1,/,m,图像,21,课堂小结实验原理21,作业,1.,复习实验内容，设计两个记录实验数据的表格：,研究,a,-,F,关系数据记录表格,研究,a,-,m,关系数据记录表格,2.,完成教材,87,页“,练习与应用,”第,2,题,(1),用逐差法计算加速度；,(2),在教材坐标纸中绘制,a,-,1/,m,图像,22,作业1.复习实验内容，设计两个记录实验数据的表格：研究a,拓展思考,本实验方案中由于无法测出绳中张力，当,m,0,m,，绳中张力,T,m,0,g,试改进实验装置，测出绳中张力,T,大小。,拓展思考本实验方案中由于无法测出绳中张力，当m0m，绳中,